焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响（完整）

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1、重庆大学硕士学位论文焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响姓名：元恒新申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：童彦刚20060401重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要铝合金具密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易进行表面处理、良好的加工成型性以及高回收再生性等优点，其在车辆、船舶、建筑、桥梁、化工机械、低温工程和宇航工业等各种结构方面的应用在不断扩大，被誉为工程领域内的“机会金属”、“希望金属”。而由于铝合金的特性，铝合金的焊接一直是工业生产的难点。铝合金焊接过程中容易产生气

2、孔、夹杂和焊接裂纹等缺陷，焊缝性能与表面质量往往难以达到设计要求。因此，研究铝合金焊接问题成为推动该工程材料广泛使用最为迫切的课题。本论文针对船舶制造中常用的5083铝合金目前尚缺乏理想的国产化配套焊接材料的问题，采用了三种不同的焊接填充材料进行手工TIG平板对焊试验，以期研究总结出不同焊接材料条件下焊缝金属组织于性能之间的关系，从而为研制和开发国产化配套焊接材料提供理论指导。三种填充金属分别为进口ER5183焊丝、5083铝合金边角料和仿ER5183配方自制焊丝，仿ER5183自制焊丝是为实现国产化而自制的5083铝合

3、金配套焊丝。通过对比试验后发现，焊接材料和工艺不同，所得到的焊接接头性能也不同。采用进口ER5183焊丝所焊焊接接头的性能最好，其次为采用5083合金边角料，最差的为采用仿ER5183配方自制焊丝。造成后者焊接性能大幅度下降的原因是自制焊丝在制备过程中产生了大量内部组织缺陷以及焊前表面清理不够充分，致使焊接时容易产生大量夹杂和少量气孔及焊缝结晶裂纹。焊缝金属拉伸试验结果表明，在拉伸应力的作用下，焊缝金属内的夹杂诱发了大量微裂纹，是造成其焊接接头的力学性能显著下降的主要原因。而用5083合金边角料作为焊接材料焊接时，造成焊

4、接接头力学性能变化的原因主要是由于在焊接接头中存在宏观偏析、显微偏析以及合金元素的烧损未得到补充。本文对影响铝合金焊接接头性能的各种因素特别是对焊接气孔和焊接裂纹的形成机理进行了较为深入的分析，同时也探讨了提高铝合金焊接接头性能的一些方法和措施。试验结果显示，只要采用合适的焊接工艺参数，通过合适的气路保护和焊前清洗措施，铝合金焊接时的气孔是可以避免的。本课题试验采用了较理想的保护气罩，即使使用表面状况较差的自制填充材料，其产生气孔的机率也大为降低。关键词：铝合金，TIG焊，裂纹，气孔，显微组织I重庆大学硕士学位论文英文摘

5、要ABSTRACTBecauseofitscharacteristicsoflightweight,highstrengthandrigidnessratios,etc.,aluminumalloysarepraisedastheoptimizingandprospectivematerialinengineering,arenowhavingrisingapplicationinvehicles,shipbuilding,construction,bridge,chemicalmachineryandaerospace

6、industries.However,alsobecauseofitsspecialphysicalandchemicalproperties,aluminumalloysareusuallyregardedashavingpoorweldabilityintermsofmeetingthenecessityofstructuraldesign.Thus,solvingtheproblemofpoorweldabilityofaluminumalloysbecomesanurgenttask.Inthepaper,the

7、weldabilityof5083aluminumalloysisstudiedbyusingmanualTIGwelding.ImportedweldingwireER5183,basemetal5083andself-madeER5183weldingrodareusedasfillingmaterials.ItcanbeconcludedthroughtheexperimentalresultsthatstandardER5183wirecanbeideallyusedfor5083alloy’swelding,a

8、ndthemechanicalpropertyoftheresultedweldingjointcanmeettheASWcriterion.Whenusingtheself-madeER5183weldingrodasweldingmaterial,theresultedweldisfoundtohavepores